6SEDZ76—160型柴油機的主要運動部件理論分析及基于ADAMS的運動學動力學仿真

【摘要】運用ADAMS軟件對6SEDZ76/160型柴油機的曲軸-連桿-活塞主要運動部件進行了運動學與動力學特性的仿真研究，仿真結(jié)果與理論計算結(jié)果相吻合。由此可知，通過計算機模擬仿真對柴油機主要運動學部件進行運動過程、受力情況的工作是切實可行的，通過可靠的商業(yè)軟件來預測多剛體的運動，得到實時運動的性能曲線，可以大量減少人力與財力的投入，提高工作效率。

【關(guān)鍵詞】船舶柴油機；動力學仿真；運動學仿真；曲軸-連桿-活塞

引言

本文基于多剛體系統(tǒng)動力學思想首先對所研究的柴油機曲軸一連桿一活塞機構(gòu)簡化成為多剛體系統(tǒng)，然后在UG NX環(huán)境中建立其三維虛擬樣機模型，最后在Adams中完成對其運動學、動力學特性的模擬仿真得到的機構(gòu)運動學和動力學特性。

1、6SEDZ76/160型柴油機工作原理

當內(nèi)燃機工作穩(wěn)定后，分析曲柄-連桿機構(gòu)的運動學特性以及活塞、連桿及其曲柄的運動規(guī)律。6SEDZ76/160型柴油機為6缸2沖程，十字頭鏈接，單作用直接換向的連桿機構(gòu)，單缸直徑760mm，活塞行程1600mm，有效壓縮比為11.1，額定功率為9000KW，額定轉(zhuǎn)速為115（r/min），渦輪增壓壓力為0.189Mpa，連桿長度為3795mm，機械效率為0.9。

2、活塞連桿動力學分析

2.1曲柄連桿機構(gòu)的力源

曲柄連桿機構(gòu)的力源主要由往復慣性力與離心慣性力組成。

（1）往復慣性力

pj=-mja （13）

式中：mj—沿氣缸中心線作往復運動的總質(zhì)量，且mj=mp+mcA

mp—活塞組的換算質(zhì)量

mcA—連桿小端處換算質(zhì)量

（2）離心慣性力

（14）

式中：mr—集中在曲柄半徑R處并作回轉(zhuǎn)運動的質(zhì)量，且mr=mk+mCB

mk—曲柄的換算質(zhì)量

mCB—連桿大端處換算質(zhì)量